Programme MASTER 1 - Faculté des Sciences et Techniques

S2M-PHYS-11 Interaction matière-rayonnement
(Master 1, Semestre 2, spécialité PNANO, Cours : 10 h, TD : 10 h, TP : 10 h, Crédit : 3 ECTS)
Rayonnements de faible longueur d’onde (rayons X, neutrons) utilisés pour sonder les matériaux en composition et structure.
Instrumentation X (tubes et synchrotron) et neutrons.
Interaction rayonnement-matière. Formalisme de Born. Diffusion Thomson par l'électron isolé et par le nuage électronique.
Diffusion Compton, Fluorescence X, photos-électrons Auger et création de paires.
Section efficace différentielle de diffusion. Calcul des indices optiques pour les rayons-X et Neutrons. Photoabsorption.
Propriétés du réseau direct et réciproque. Réseaux de Bravais et notions de cristallographie géométrique. Synthèse de Fourier et
description à partir de la fonction de Patterson.
Théorie dynamique et diffraction sur monocristal. Diffraction par une chaîne d'atomes avec ou sans désordre. Généralisation à un
cristal périodique (1D, 2D et 3D). Applications : Modes de réseaux et extinctions. Etude de structures réelles sur poudre.
Construction d'Ewald et méthode de Laue. Diffraction sur monocristal.
S2M-PHYS-12 Magnétisme
(Master 1, Semestre 2, spécialité PNANO, Cours : 10 h, TD : 10 h, TP : 10 h, Crédit : 3 ECTS)
L’objectif de ce cours est de traiter les notions de bases de la théorie du magnétisme dans les solides. Le cours commence par une
explication de l’origine du moment magnétique à l’échelle atomique et ensuite traite des différents types de magnétisme,
magnétisme non-coopératif (diamagnétisme et paramagnétisme) et magnétisme coopératif (ferromagnétisme, antiferromagnétisme et
ferrimagntisme. Le dernier chapitre est consacré aux mécanismes d’aimantations et aux applications des matériaux magnétiques.
S2M-PHYS-13 Physique statistique II
(Master 1, Semestre 2, spécialité PNANO, Cours : 10 h, TD : 10 h, Crédit : 2 ECTS)
Statistiques quantiques, applications de la physique statistique et initiation à la physique statistique hors d’équilibre
Calcul de grandeurs thermodynamiques (différentes définitions de l'entropie, entropie d'information, fonction de partition du gaz
parfait monoatomique, capacité calorifique, applications au magnétisme, potentiel chimique)
Evolution des densités d’état, de l’opérateur densité (équations de Liouville) fluctuations, fondements statistiques de l’irréversibilité,
introduction à l'équation de Boltzmann
Statistiques quantiques : Bose Einstein, Fermi- Dirac. Applications : gaz d’électrons, phonons, capacité calorifique des solides,
rayonnement du corps noir, loi de Stefan, paramagnétisme de Pauli. Gaz réels, liquides, solutions.
S2M-PHYS-14 Mécanique Quantique II
(Master 1, Semestre 1, tronc commun aux 4 spécialités, Cours : 10 h, TD : 10 h, Crédit : 2 ECTS)
Addition de moments cinétiques et étude de leurs couplages (produits tensoriels, interaction spin-orbite, interaction entre spins
électroniques ou nucléaires) ; applications aux méthodes de résonance magnétique.
Système à plusieurs particules : dégénérescence d’échange, principe de symétrisation, opérateurs de symétrisation et d’antisymétrisation
; bosons et fermions ; principe d’exclusion de Pauli ; déterminants de Slater ; opérateur densité, évolution de
l’opérateur densité.
Atome d’hélium ; atomes à plusieurs électrons. Approximation du champ central ; concept de configuration électronique ; termes
spectraux (L,S) ; couplage spin orbite ; règles de Hund ; termes de structure fine ; effets d’un champ électromagnétique ; transitions
entre niveaux.
S2M-PHYS-15 Physique du solide : phonons
(Master 1, Semestre 2, spécialité PNANO, Cours : 10 h, TD : 10 h, TP : 10 h, Crédit : 3 ECTS)
Propriétés dynamiques d’un système couplé (2 atomes à 1D)
Propriétés dynamiques d’un réseau cristallin
Propriétés dynamiques et vibratoires d’un réseau linéaire
Propriétés thermiques des solides